CN214583767U - 一种检测透明亚克力内应力的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测透明亚克力内应力的测试装置，所述装置包括：灯箱，所述灯箱的上表面依照从下向上的顺序依次设置有第一线偏振片、透明亚克力零件和第二线偏振片；所述第一线偏振片和所述第二线偏振片为大小形状相同的同一种平板型薄膜偏振片；所述第一线偏振片的表面面积小于灯箱的上表面面积；所述透明亚克力零件的尺寸小于第一线偏振片的表面面积。本产品快速、简便、实用，可定性测试内应力是否合格。

Description

一种检测透明亚克力内应力的测试装置

技术领域

本实用新型涉及内应力的测试领域，尤其涉及一种检测透明亚克力内应力的测试装置。

背景技术

在使用透明亚克力材料进行制造过程中，需要对亚克力原材料进行数控加工，或者以亚克力为材料进行注塑。在加工的过程中，会在面板内部积累内应力，尤其在较大的沉孔、通孔周围和薄壁处，内应力尤其集中。此外，在亚克力半成品上热嵌或超声波安装螺母嵌件、垫圈等也会在相应位置周围形成应力集中。

如果任由内应力在材料中存在，会增加后续制造过程零件中出现裂痕、断裂等缺陷的风险，缩短零件的使用寿命。为了保证残留的内应力不会影响到产品质量，需要用一种装置检查内应力的大小和分布，及时发现不合格产品。

目前市场上常用的可用于透明零件的内应力测试仪是基于偏振光干涉的原理，可以准确的定量检测出零件的内应力的设备。但是其应用场景比较局限：有效视场过小，直径只有几厘米到十几厘米，无法一次性测出较大零件的内应力分布；每次测试前需要调试，测试过程非常繁琐，需要测量零件尺寸、记录测量数据，并且将数据带入公式计算才能得出结果。然而在一般需求中不需要检测透明亚克力的内应力的精确数值，只需要定性地判断亚克力零件半成品中是否存在应力集中和大致的应力分布情况即可。

因此，该实用新型设计了一种测试装置，基于偏振光干涉的原理，可以定性地检查透明亚克力零件中的内应力大小和分布。

实用新型内容

本实用新型提供了一种检测透明亚克力内应力的测试装置，本实用新型在透明亚克力零件半成品内应力的检查中，提供一种快速、简便、实用的可定性测试内应力是否合格的装置，详见下文描述：

一种检测透明亚克力内应力的测试装置，所述装置包括：灯箱

所述灯箱的上表面依照从下向上的顺序依次设置有第一线偏振片、透明亚克力零件和第二线偏振片；

所述第一线偏振片和所述第二线偏振片为大小形状相同的同一种平板型薄膜偏振片；所述第一线偏振片的表面面积小于灯箱的上表面面积；

所述透明亚克力零件的尺寸小于第一线偏振片的表面面积。

其中，所述灯箱为光源矩形结构，向上方发出各向同性白色光的面光源。

进一步地，所述灯箱的视场光照度不小于800，单位lux。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：

1、本产品的有效视场更大，方便观察内应力的整体分布，可以一次定性地测量出结果；

2、本产品省去了繁琐的调试过程，测量更加快捷；成本低、易于维护。

附图说明

图1为检测内应力实验装置的结构示意图；

图2是检测内应力实验装置的位置关系图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1：灯箱； 2：第一线偏振片；

3：透明亚克力零件； 4：第二线偏振片。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1，图2所示，一种检测透明亚克力内应力的测试装置，参见图1和图2，该装置包括：灯箱1、第一线偏振片2、透明亚克力零件(图中对零件外形进行简化，用矩形薄板表示)3和第二线偏振片4。

其中，该第一线偏振片2、透明亚克力零件3和第二线偏振片4按照从下向上的顺序依次设置在灯箱1的上表面。

该灯箱1为D65标准光源矩形结构灯箱，且其带有一个可以向上方发出各向同性白色光的面光源，灯箱能提供的视场光照度不小于800lux。

第一线偏振片2和第二线偏振片4为大小形状相同的同一种平板型薄膜偏振片。第一线偏振片2的表面面积小于灯箱1的上表面面积。

其中，透明亚克力零件3的尺寸小于第一线偏振片2的表面面积，透明亚克力零件3位于第一线偏振片2和第二线偏振片4之间。

测试环境暗室，测试时暗室内除灯箱1外无光源，并且暗室要求密闭，避免室外日光或灯光等的影响。在自然光下，将第一线偏振片2和第二线偏振片4重叠在一起，调整至视野透明，若旋转其中一张线偏振片90°，应能透过任一线偏振片观察到视野从透明到全黑的变化。

下面介绍下本产品的设计原理：

用于测试的透明亚克力零件，除了必要的嵌件之外，其余部分需保持透明。透明亚克力是各向同性体，各方向的折射率相同。如果透明亚克力零件3中存在应力，各向同性的性质就会受到破坏，引起折射率变化，两主应力方向的折射率不再相同，即导致双折射。

双折射的原理简介如下：

折射率与应力值的关系由下式确定：nx-ny＝CB(σx–σy)

式中：nx、ny分别为x及y方向的折射率。σx、σy分别为x及y方向的应力。CB为应力光学常数，它是物性常数，仅与材料品种有关。

光程差的定义：当偏振光透过厚度为h的有应力玻璃时，光路会分裂为两个分别在x及y应力方向振动的分量。如vx、vy分别为两个光路分量的速度，则透过玻璃所需的时间分别为h/vx和h/vy，两分量之间不再同步，而是存在光程差δ：δ＝c(h/vx-h/vy)＝h(nx-ny)，式中c为真空中光速。

结合上述二式，即得公式：(σx–σy)＝δ/(hCB)

即x、y方向两主应力的差值与光程差存在正比例关系，如果光程差越大，则反映出x、y方向两主应力差值越大。

其中，上述的透明亚克力零件可以为以亚格力为材料经机加工或注塑后外形各异的零件，本实用新型实施例对此不做限制。

下面介绍本实用新型所述的测试装置的工作流程：

将待测的透明亚克力零件3平放在第一线偏振片2和第二线偏振片4的中间，确保第一线偏振片2和第二线偏振片4的面积将待测透明亚克力零件3完全覆盖，置于灯箱1上观察。

关闭所有环境光源，只保留灯箱1的面光源，旋转第二线偏振片4，使得透过第二线偏振片4可以观察到均匀的暗场，且亮度达到最低。当灯箱1发出的白光穿过第一线偏振片2和透明亚克力零件3无应力的部分时，不会产生光程差，因此透明亚克力零件3上无应力的部分应呈均匀的暗场。

当灯箱1发出的白光穿过第一线偏振片2和透明亚克力零件3有应力的部分时，水平方向上的两个光路分量会出现光程差，导致穿过第二线偏振片4的光波长发生改变。内应力越大，穿过的光波长越短，若观察到透明亚克力零件3上有呈白色的部分，则该部分内应力不大；若观察到透明亚克力零件3上有呈红色、黄色、绿色、蓝色甚至紫色，则面板该部分内应力很大，会影响面板的使用寿命，在使用中有开裂的风险，应对零件进行处置。

本实用新型实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种检测透明亚克力内应力的测试装置，其特征在于，所述装置包括：灯箱

所述灯箱的上表面依照从下向上的顺序依次设置有第一线偏振片、透明亚克力零件和第二线偏振片；

所述第一线偏振片和所述第二线偏振片为大小形状相同的同一种平板型薄膜偏振片；所述第一线偏振片的表面面积小于灯箱的上表面面积；

所述透明亚克力零件的尺寸小于第一线偏振片的表面面积。

2.根据权利要求1所述的一种检测透明亚克力内应力的测试装置，其特征在于，所述灯箱为光源矩形结构，向上方发出各向同性白色光的面光源。

3.根据权利要求2所述的一种检测透明亚克力内应力的测试装置，其特征在于，所述灯箱的视场光照度不小于800，单位lux。

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